Использование и применение мультимедийного учебника для организации, осуществления и контроля самостоятельной работы студентов в вузе

Самостоятельная работа студентов с применением информационных технологий

Целью вузовского обучения является не столько наполнение студента определенным объемом информации, сколько формирование у него познавательных стратегий самообучения и самообразования как основы и неотъемлемой части будущей профессиональной деятельности. Для достижения высокого уровня научно-практической подготовки студентов, необходимо решить две главные проблемы: обеспечить возможность получения студентами глубоких фундаментальных знаний; изменить подходы к организации самостоятельной работы студента. Эффективная интеграция указанных выше подходов ориентирована на повышение качества обучения, развитие творческих способностей студентов, их стремление к непрерывному приобретению новых знаний.

Современные педагогические реалии характеризуются переходом от парадигмы обучения к парадигме образования, где самостоятельная работа становится не просто формой образовательного процесса, а должна стать его основой, способом формирования профессиональной самостоятельности, готовности к самообразованию и непрерывному обучению в условиях быстрой обновляемости знаний. Как известно, самостоятельная работа студентов является основой вузовского образования, именно она «формирует готовность к самообразованию, создает базу непрерывного образования», дает возможность «быть сознательным и активным гражданином и созидателем» [Лагутин 2007: 154].

В условиях перехода на балльно-рейтинговую систему в высшей школе, особую важность приобретает вопрос организации и управления самостоятельной работой студентов, на которую объем часов, предусмотренных учебным планом, увеличился. От организации самостоятельной работы в вузе зависит многое. В условиях вуза самостоятельная работа (СР) завершает задачи всех видов учебной работы. Никакие знания, не подкрепленные самостоятельной деятельностью, не могут стать подлинным достоянием человека. Целесообразно заметить, что самостоятельная работа формирует самостоятельность не только как совокупность умений и навыков, но и как черту характера, играющую существенную роль в структуре личности, а это весьма актуально для современного специалиста высшей квалификации.

Педагогическая литература исследует понятие «самостоятельная работа» с различных точек зрения. В представлении ученых, это форма организации учебной деятельности (В.Л. Ляудис, И. И. Ильясов, В. И. Андреев, В.А. Сластенин); вид учебной деятельности (О.А. Нильсон, А.В. Петровский); средство организации выполнения учебной деятельности (П.И. Пидкасистый, Л.Г. Вяткин); способ учебной деятельности (И.Э. Унт). В ряде работ вычленены структурные компоненты самостоятельной работы: ценностно-мотивационный, организаторский, исполнительный, контрольный, рефлексивный [Граф 1981: 79, Андреев 2003: 16, Сластенин 2002: 576, Нильсон 1999: 308−309, Петровский 1984: 4, Пидкасистый 1999: 354, Вяткин 1999: 3, Унт 2002].

Несмотря на различие подходов к определению СР, большинство из них сводится к тому, что СРС — это планируемая индивидуальная или коллективная учебная и научная работа, выполняемая в рамках образовательного процесса под методическим и научным руководством и контролем со стороны преподавателя [Пидкасистый 1999: 354]. СР, носящая интегральный характер, рассматривается как форма самообразования — высшая форма учебной деятельности.

В настоящее время в вузах существуют две общепринятые (внеаудиторная, аудиторная) формы СР, для повышения эффективности которых сегодня существует целый арсенал средств, предлагаемых ИТ.

Наиболее распространенными из них являются сегодня программные средства учебного назначения (ПСУН), способные в процессе организации СРС:

• — индивидуализировать и дифференцировать процесс обучения;
• — осуществлять контроль с диагностикой ошибок и с обратной связью;
• — осуществлять самоконтроль и самокоррекцию учебной деятельности;
• — высвободить учебное время за счет выполнения компьютером трудоемких рутинных вычислительных работ;
• — визуализировать учебную информацию;
• — моделировать и имитировать изучаемые процессы или явления;
• — проводить лабораторные работы в условиях имитации на компьютере реального опыта или эксперимента;
• — формировать умение принимать оптимальное решение в различных ситуациях;
• — развивать определенный вид мышления (например, наглядно-образного, теоретического).

Перечень ПСУН на современном этапе включает в себя электронные (компьютеризированные) учебники; электронные лекции, контролирующие компьютерные программы; справочники и базы данных учебного назначения; сборники задач и генераторы примеров (ситуаций); предметно-ориентированные среды; учебно-методические комплексы; программно-методические комплексы; компьютерные иллюстрации для поддержки различных видов занятий.

Рассмотрим более подробно программные средства учебного назначения, которые наиболее широко используются в системе образования.

Обучающие программы Обучающая программа (ОП) — это специфическое учебное пособие, предназначенное для самостоятельной работы учащихся. Оно должно способствовать максимальной активизации обучаемых, индивидуализируя их работу и предоставляя им возможность самим управлять своей познавательной деятельностью. ОП является лишь частью всей системы обучения, следовательно, должна быть увязана со всем учебным материалом, выполняя свои специфические функции и отвечая вытекающим из этого требованиям.

Программы называются обучающими, потому что принцип их составления носит обучающий характер (с пояснениями, правилами, образцами выполнения заданий и т. п.). Программами они называются потому, что составлены с учетом всех пяти принципов программированного обучения:

• — наличие цели учебной работы и алгоритма достижения этой цели;
• — расчлененность учебной работы на шаги, связанные с соответствующими дозами информации, которые обеспечивают осуществление шага;
• — завершение каждого шага самопроверкой и возможным корректирующим воздействием;
• — использование автоматического устройства;
• — индивидуализация обучения (в достаточных и доступных пределах).

При составлении ОП необходимо учитывать психофизиологические закономерности восприятия информации. Очень важно создать положительный эмоциональный фактор, вызвать интерес к работе и поддерживать его во время выполнения всей ОП — это необходимое условие успешности обучения. Хорошо построенная ОП позволяет:

• — избегать монотонности заданий, учитывать смену деятельности по ее уровням: узнавание, воспроизведение, применение;
• — предоставить возможность успешной работы с ОП и сильным, и средним, и слабым ученикам;
• — учитывать фактор памяти (оперативной, кратковременной и долговременной).

При работе с ОП большое значение имеет длительность паузы для выполнения задания. Чтобы не ставить учащихся в дискомфортные условия (при короткой или длительной паузе), следует помнить, что при обучении не рекомендуется ограничивать паузу для выполнения работы, а паузы для контроля выполнения задания можно и нужно ограничить, но это возможно лишь только после длительной опытной проверки ОП и умения учащихся свободно работать с компьютером.

Формирование конкретных навыков и умений осуществляется по принципу деятельности на основе отобранного материала. Причем необходимо учитывать психологические возрастные особенности учащихся, способность ориентироваться на мыслительные задачи, требующие конструирования ответа, а не просто механического запоминания.

Обучающие программы распространяются, как правило, на дискетах или СD, ВВS и FTP. Чаще всего такие программы применяют для демонстраций в ходе учебных занятий или самостоятельного изучения предмета. Наибольшую популярность среди такого рода учебных материалов получили различные курсы иностранных языков («Английский. Путь к совершенству» фирмы «МедиаХау», «Мир Алисы» компании «1С», «Профессор Хиггинс. Английский без акцента!» (рис. 1), фирмы «ИстраСофт» и др.). Особая разновидность учебных пособий — разнообразные мультимедийные энциклопедии, такие, как Microsoft Encarta, «Большая Энциклопедия Кирилла и Мефодия» Не являясь чисто учебными материалами, они тем не менее могут оказаться весьма полезными в процессе обучении в качестве справочных пособий и средств расширения кругозора обучающихся.

В настоящее время прослеживаются четыре пути создания обучающих программ на основе:

• — прямого программирования на языках высокого уровня (в том числе на JAVA для сетевых вариантов ПСУН);
• — инструментальных систем, которые позволяют изготавливать ПСУН преподавателю-предметнику, незнакомому с программированием. Среди используемых отечественных инструментальных систем можно отметить АДОНИС, УРОК и системы, позволяющие создавать мультимедиа программные продукты, это: ДЕЛЬФИН-3 (разработка МЭИ), Statpro Multimedia (разработка МЭСИ) и др.
• — использования готовых обучающих программ по курсам, дисциплинам, разделам, которые собраны в фондах НИИ Высшего образования, РосНИИ информационных систем, Института информатизации образования и других организаций;
• — заказа специализированным государственным или коммерческим организациям на изготовление ПСУН.

Рис. 1 Обучающая программа английскому произношению «Профессор Хиггинс. Английский без акцента!»

Выбор пути зависит от материально-технической базы образовательного учреждения, финансовых возможностей, уровня компьютерной подготовки преподавательского состава и его творческих возможностей и желания.

Электронные учебники Электронный учебник — это автоматизированная обучающая система, включающая в себя дидактические, методические и информационно-справочные материалы по учебной дисциплине, а также программное обеспечение, которое позволяет комплексно использовать их для самостоятельного получения и контроля знаний.

Электронные учебники были изначально разработаны для организации дистанционного образования. Однако, со временем, благодаря своим возможностям обучения они переросли эту сферу применения. Электронный учебник на лазерном диске теперь может использоваться совершенно самостоятельно и автономно как в целях самообразования, так и в качестве методического обеспечения какого либо курса, точно так же, как и обычный бумажный учебник.

Полнофункциональный электронный учебник (ЭУ) состоит из нескольких основных частей (рис. 2), к которым относятся:

• — главная часть, в которой излагается содержание предмета, представленная в виде гипертекста с графическими иллюстрациями и, возможно, с аудиои видеофрагментами;
• — тестирующая часть, включающая контрольные вопросы, упражнения и задания для практического освоения материала и самотестирования вместе с рекомендациями и примерами выполнения заданий;
• — толковый словарь;
• — часто задаваемые вопросы и подготовленные ответы на них;
• — описания лабораторных работ, если в учебной программе такие работы предусмотрены, включая оригинальное программное обеспечение для выполнения этих работ.

Рис. 2 Структура полнофункционального электронного учебника

Главная часть ЭУ обычно или представляется в виде совокупности лекций (уроков), или структурируется с выделением разделов, глав, параграфов аналогично построению книг традиционной формы. Возможно также модульное построение ЭУ с возможностями оперативной компиляции текста ЭУ из набора имеющихся модулей, что реализуется в интерактивных электронных технических руководствах (ИЭТР) и в электронных прикладных энциклопедиях (рис.3).

Рис. 3 Грамматика английского языка. Кембриджский курс. Электронный учебник

Тестирующая часть может быть или сконцентрирована в виде задачника, или распределена по разделам и главам основного текста, или выражена в совокупности тестирующих модулей.

Толковый словарь состоит из терминов в форме гиперссылок на соответствующие места основной части и кратких определений этих терминов (иногда определения могут отсутствовать).

Возможны три способа организации лабораторных работ. Первый из них является традиционным, он основан на использовании реального (физического) лабораторного оборудования, расположенного в учебном центре с явкой обучаемых в этот центр. Для этого в учебных планах и расписаниях лиц, обучаемых по дистанционным технологиям, должны быть выделены специальные сессии. Второй способ также основан на использовании физического оборудования, но с дистанционным доступом к нему с помощью телекоммуникационных технологий и специальных программно-аппаратных средств. Третий способ подразумевает выполнение экспериментов на ЭВМ в виртуальных лабораториях с использованием математических моделей, реализованных в соответствующем программном обеспечении.

В описания лабораторных работ должны быть включены, кроме необходимого теоретического материала или ссылок на него, также контрольные вопросы, сведения об используемом оборудовании и программно-аппаратном обеспечении, задание и форма представления результатов.

К электронным учебным материалам предъявляются как традиционные, так и специфические требования, порождаемые возможностями информационных технологий. Среди основных характеристик учебных материалов, к которым предъявляются традиционные требования, выделяют следующие свойства:

• — полнота изложения, определяемая как соответствие принятой учебной программе дисциплины;
• — доступность изложения материала, соотносимая с уровнем предварительной подготовки контингента обучаемых, для которых материал предназначен;
• — научность содержания, отражающая соответствие содержания современному состоянию и последним достижениям в соответствующей научной области;
• — логичность и последовательность изложения материала.

В своей совокупности первые три свойства определяют адекватность учебного материала целям его создания, т. е. адекватность отражает взвешенное компромиссное удовлетворение требований полноты, доступности и научности.

Традиционность названных свойств не означает одинаковости степени их удовлетворения в традиционных и компьютерных технологиях обучения. Так, возможность сравнительно легкого обновления учебных материалов позволяет обеспечивать более высокую степень актуальности и отражения современного состояния предметных областей в ЭУ по сравнению с традиционными печатными изданиями. Модульная структура ЭУ способствует оптимизации последовательности изложения материала.

Специфическими свойствами ЭУ являются изобразительность, интерактивность, адаптивность, интеллектуальность.

Изобразительность определяется корректным выбором размера, типа и цвета шрифта, способом компоновки экранных страниц, уместным использованием графических иллюстраций и анимаций и т. п.

Интерактивность, т. е. наличие обратной связи в системе «ЭУ — пользователь», порождает активизацию познавательной деятельности обучаемых. Интерактивность проявляется прежде всего при проверке усвоения обучаемым учебного материала, при выполнении лабораторных работ в средах интерактивных программных систем.

Адаптивность подразумевает возможность создания индивидуализированных версий учебных материалов, учитывающих конкретные запросы и уровень предварительной подготовленности обучаемого.

Интеллектуальность — свойство, превращающее ЭУ в партнера обучаемого, реагирующего на действия обучаемого и корректирующего его действия в процессе обучения. Очевидно, что степень интеллектуальности может меняться в широких пределах от подсказок при выполнении контрольных упражнений до имитации виртуальным собеседником разумного поведения партнера, наставника, учителя.

Именно эти свойства являются положительными особенностями ЭУ. Важное значение для повышения уровня изобразительности, интерактивности и интеллектуальности имеет применение средств мультимедиа, т. е. комплексное использование различных форм представления информации (текст, графика, звук, видео, фото, кино) как статической, так и динамической совместно с возможностями интерактивной работы пользователей. Благодаря мультимедиа во многих дисциплинах повышается скорость и качество усвоения учебного материала, поскольку при комбинированном воздействии на слух и зрение запоминается приблизительно половина информации, а при вовлечении обучаемого еще и в активные действия, что и происходит при использовании интерактивного мультимедиа, доля усвоенного материала достигает 75%.

Для того чтобы электронный учебник стал популярным, он должен быть универсальным, то есть одинаково пригодным как для самообразования, так и для стационарного обучения, полным по содержанию, высоко информативным, талантливо написанным и хорошо оформленным. Такой учебник можно предложить любому учащемуся и он может стать существенным подспорьем для преподавателя при организации им занятий по самоподготовке учащихся иди студентов, а также проведении зачетов и экзаменов по отдельным предметам.

Несмотря на то, что пользоваться бумажным учебником по сравнению с электронным более удобно, электронный учебник приобрел в последнее время большую популярность благодаря своим функциональным возможностям. Рассмотрим преимущества электронного учебника по сравнению с простым типографским.

• 1. Возможность быстрого поиска по тексту. Не всякая печатная книга обладает индексом, а если и обладает, то он ограничен. Отсутствие такого ограничения — неоспоримое преимущество электронного учебника.
• 2. Организация учебной информации в виде гипертекста — это возможность создания «живого», интерактивного учебного материала, снабженного взаимными ссылками на различные части материала. Термин «гипертекст» ввел в 1963 году Т. Нельсон для обозначения понятия — комбинации текста на естественном языке со способностью компьютера осуществлять интерактивный выбор следующей порции информации или динамичного воспроизведения нелинейного текста, который не может быть напечатан обычным способом на листе бумаги. В. С. Токарева дает следующее определение: «гипертекст — это способ хранения и манипулирования информацией, при котором она хранится в виде сети связанных между собой узлов» [Токарева 1994: 40]. Гипертекст дает возможность разделить материал на большое число фрагментов, соединив их гиперссылками в логические цепочки. А затем на основе одного оформленного соответствующим образом материала моделирование «собственных» учебников для каждого обучающегося, в зависимости от его уровня подготовки, быстроты усвоения и интересов.
• 3. Наличие мультимедиа (multi — много, media — среда) — богатейшего арсенала способов иллюстрации изучаемого явления. Продукты мультимедиа применяют многообразные разновидности информации: компьютерные данные, телеи видеоинформацию, речь и музыку. Такое объединение ведет к использованию разнообразных технических устройств регистрации и воспроизведения информации, допускающих управление от компьютера телевизором, видеомагнитофоном, Hi-Fi-аудиосистемой, проигрывателем компакт-дисков (СD), магнитофоном и электронными музыкальными инструментами. Мультимедиа-средства по своей природе интерактивны, то есть зритель и слушатель мультимедиа-продуктов не остается пассивным. Мультимедиа повышает качество обучения и позволяет удерживать внимание обучаемого. Если раньше изношенный черно-белый фильм «Действия населения в условиях химической тревоги», показываемый на занятиях по гражданской обороне, был пределом мечтаний, то современные технические средства позволяют создать куда более зрелищные учебные пособия в виде компьютерной анимации или даже игры.
• 4. Моделирование изучаемых процессов и явлений, возможность проводить «компьютерные эксперименты» в тех областях человеческого знания, где реальные эксперименты очень трудоемки или попросту невозможны. Например, возможность поработать с графическим представлением атома водорода, взятым из обучающей программы «Микрофизика на компьютере» .
• 5. Наличие системы самопроверки знаний, системы рубежного контроля, совместимость с электронной экзаменационной системой. Возможность оценки приобретенных знаний.

При создании электронных учебников необходимо учитывать некоторые специфические моменты:

• — нецелесообразно просто переносить типографский вариант учебного пособия в электронный вид и затем конвертировать в гипертекст. Конечно, в результате появятся некоторые преимущества в плане поиска и гиперссылок, но такой учебник будет неудобен для обучающегося, так как читать с монитора не так удобно, как книгу. Поэтому, при создании электронных учебников целесообразны:
• — иная организация материала учебника: главы целесообразно сделать более короткими чтобы их было проще читать на экране;
• — разделение материал на несколько контекстов (например, обязательный для прочтения, дополнительный, вспомогательный, определения и т. п.) и визуально их выделить;
• — содержание учебного материала, в соответствии с требованиями психологов, рекомендуется разбивать на модули. Освоение учебного материала, соответствующее конкретному модулю, должно быть ориентировано не более чем на два часа контактного времени;
• — после изучения очередного модуля, приобретенные студентами знания следует контролировать с помощью соответствующей программы, включенной в состав электронного учебника;
• — уделение особого внимания интерфейсу пользователя;
• — сжатость и краткость изложения материала при максимальной информативности текста. Сокращения, встречающиеся в тексте, должны быть общеупотребительными и их количество сведено к минимуму. Отсутствие нагромождений, тщательное структурирование информации. Наличие кратких и «емких» заголовков, маркированных и нумерованных списков для того, что бы весь текст легко просматривался. Каждому положению должен быть отведен отдельный абзац текста, при этом основная идея абзаца должна находиться в самом его начале. Целесообразно использование табличного формата предъявления материала, который позволяет представить материал в компактной форме и наглядно показать связи между различными понятиями;
• — архитектура учебника должна включать графическое обеспечение, которое позволяет передать необходимый объем информации при краткости его изложения. Графическую информацию можно использовать в учебном процессе не только как фрагмент гипертекста. Известна, например, американская методика преподавания на основе конкретных ситуаций (case-method) принципам ведения бизнеса, основанная на серии рисунков или рисованных фильмов. Однако, требуется соблюдение меры в графическом оформлении, так как это может привести к отходу от целей обучения.